综述:从生长动态到农艺决策:诊断作物生产力限制过程的概念框架

《Agronomy》:From Growth Dynamics to Agronomic Decisions: A Conceptual Framework for Diagnosing Limiting Processes in Crop Productivity

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月10日 来源:Agronomy 4.1

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  作物生产力源于资源捕获、生物量生产、分配和产量形成等相互作用的过程。仅凭最终产量无法识别哪个过程限制了生产、限制何时发生,或额外投入是否能改善表现。本叙述性概念综述综合了按主题筛选的基础与近期文献,涵盖连接作物生长与产量形成及管理的主要生理与农艺过程,包括资源

  
作物生产力源于资源捕获、生物量生产、分配和产量形成等相互作用的过程。仅凭最终产量无法识别哪个过程限制了生产、限制何时发生,或额外投入是否能改善表现。本叙述性概念综述综合了按主题筛选的基础与近期文献,涵盖连接作物生长与产量形成及管理的主要生理与农艺过程,包括资源捕获与生物量生产、根冠协调(root–shoot coordination)、源库关系(source–sink relations)、产量形成、生产潜力、资源利用效率(resource-use efficiency, RUE)以及农艺干预。相似的产量可能源于不同的生理途径,因此需要不同的干预措施;根冠分配与收获指数(harvest index, HI)是依赖情境的指标,而非普适的优化目标。产量潜力(yield potential, Yp)应针对基因型×环境×作物周期时长组合加以定义,并作为诊断产量差距的参考基准。时序测量可识别作物发育偏离出现的时间,并在与互补的作物、土壤、环境和管理指标结合考虑时,有助于区分可能负责的限制过程。研究人员提出了一种基于诊断、干预、验证和权衡评估的决策框架;在该框架中,当管理措施能缓解已识别的限制过程并同时维持资源利用效率时,该管理措施即具有合理性。该框架将作物分析从回顾性描述转向基于过程的决策支持,以实现更高效和可持续的农艺管理。
**1. 引言**

农业生产系统的生产力取决于其将可用资源转化为可收获、可销售产出的能力。单独考察最终产量无法解释该能力,因为相同产量可通过辐射、水分、养分、作物周期时长与资源利用效率的不同组合实现。作物生产经由资源捕获、光合活动与干物质积累发展,监测其时间演变可识别生长速率变化并将其与环境、作物健康状况或农艺管理措施相联系。源库协调与根冠平衡决定最终分配给经济产品的干物质比例。作物产量须相对于特定条件下定义的产量潜力加以解释,二者差异可识别限制生产的过程及其作用阶段。该综述将既有生理与农艺知识组织为迭代诊断路径,依次提出偏离首先出现在何处、哪些观测支持合理的限制过程假说、何种农艺干预可针对该过程、后续作物响应是否支持或挑战初始诊断。五个分析层级包括:资源捕获与转化为生物量;冠层与根系资源获取的功能协调;可收获库的建成、生长与充实;针对基因型与生产环境定义适当的生产参考;偏离预期模式的诊断、干预与验证。

**综述方法与文献组织**

本文为叙述性概念
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